-
Elektronenröhre mit einem oder mehreren Spanngittern Die Erfindung
betrifft eine Elektronenröhre mit einem oder mehreren Spanngittern, wie sie als
steile Verstärkerröhre, insbesondere in Breitbandverstärkern verwendet wird. Bei
einer solchen Röhre sind die Steuergitter und eventuell auch die Schirmgitter aus
starren Rahmen gebildet, auf welche sehr dünne Drähte (zum Beispiel 5 w starke Wolframdrähte)
als Gitterdrähte straff aufgespannt sind. Solche Gitter lassen sich mit sehr großer
Präzision fertigen, so daß mit ihnen sehr kleine Gitterkathodenabstände und damit
sehr hohe Steilheften erreicht werden können. Dank der sehr kleinen Kapazität der
dünnen Gitterdrähte gegenüber der Kathode ergibt sich ein hohes SC-Verhältnis, das
insbesondere für Breitbandverstärkerröhren erwünscht ist.
-
Es ist bereits vorgeschlagen worden, für Spanngitter statt metallischer
Gitterdrähte metallisierte (vergoldete) Quarzfäden zu verwenden. Dadurch kann wegen
des sehr geringen Durchmessers der verwendbaren Quarzfäden das SC-Verhältnis noch
verbessert werden. Darüber hinaus wird auch durch die wesentlich geringere Wärmedehnung
der Quarzfäden die Stabilität des Gitters gegenüber den unvermeidbaren starken Temperaturänderungen
verbessert.
-
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einer Elektronenröhre
mit einem oder mehreren Spanngittern, deren Gitterdrähte aus mit einem leitenden
Belag versehenem Quarzglas bestehen, die Kapazität zwischen den Gittern und der
Kathode weiter herabzusetzen, und so das SC-Verhältnis zu bessern.
-
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst mit einer Röhre der obengenannten
Art, bei der die Gitterdrähte zur Steuerung des Anodenstromes nur an den der Emissionsfläche
der Kathode gegenüberliegenden Teilen mit leitenden, miteinander verbundenen Belägen
versehen sind und bei der diese Beläge von den übrigen Teilen des Spanngitters elektrisch
isoliert sind.
-
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung an drei Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 in schematischer Darstellung einen Querschnitt
durch die Kathode und ein Steuergitter einer Röhre gemäß der Erfindung, F i g. 2
einen Querschnitt gemäß F i g. 1, der die Lage von zwischen Kathode und Gitter angeordneten
Hilfselektroden erkennen läßt, und F i g. 3 einen Querschnitt gemäß F i g. 1, der
die Lage von auf den Gitterdrähten angeordneten Hilfselektroden erkennen läßt. F
i g. 1 zeigt in schematischer Darstellung einen Querschnitt durch eine Kathode 4
und ein dieser Kathode benachbartes Gitter in einer Röhre gemäß der Erfindung. Das
als Spanngitter ausgebildete Gitter besteht im wesentlichen aus zwei Holmen 3 (die
die Holme verbindenden Querstreben sind nicht näher dargestellt), um die die aus
Quarzglas bestehenden Gitterfäden 1 gewickelt sind, von denen die Figur eine Windung
erkennen läßt. Um die Kapazität zwischen dem Gitter und der Kathode möglichst niedrig
zu halten, sind nur die unmittelbar einer Kathodenseite gegenüberliegenden Teile
der Gitterfäden 1 mit einer (in der Figur übertrieben stark dargestellten) metallischen
Schicht 10 überzogen. Bei Verwendung eines Rahmens aus Quarzglas können die den
Holmen benachbarten Teile der Gitterfäden und der gesamte, aus den Holmen 3 und
den Querstreben bestehende Spannrahmen unmetallisiert bleiben. Um den metallisierten,
wirksamen Gitterteil elektrisch anschließen zu können, ist zum Beispiel ein Querdraht
oder Band 11 auf die metallisierten Gitterteile aufgelötet oder in sie eingeflochten.
Durch geeignete Wahl des Querschnittes und der Anschlußstelle dieses Drahtes hat
man die Möglichkeit, den Kapazitätsanteil, um den dieser Anschluß die Gitterelektrodenkapazität
vergrößert, sehr klein zu halten.
-
Um die mechanische Spannung des Gitters - trotz der unterschiedlichen
Erwärmung der Gitterfäden und des Rahmens - aufrechtzuerhalten, genügt es, nur die
»Gitterdrähte« und die zu ihnen parallelen Querstreben des Rahmens aus Quarzglas
herzustellen. Die Gitterholme 3, die die gespannten Fäden tragen, können hingegen
aus einem Material größerer Wärmedehnung, also auch wie bisher, aus Metall hergestellt
werden. Eine Ausdehnung der Gitterholme würde nicht die Spannung des Gitters, sondern
lediglich die Weite des Gitters -- also den
Abstand benachbarter
Fäden - ändern. Die so mögliche Änderung der Gitterweite liegt jedoch bei Holmen
mit starker Wärmedehnung und bei starker Erwärmung nur in der Größenordnung von
einigen Promille, ist also für die Funktion des Gitters unter normalen Umständen
belanglos. Die Spannung der Gitterfäden bleibt bei aus Quarzglas bestehenden Querstreben
temperaturunabhängig.
-
Bei Mehrgitterröhren, bei denen es auf die gegenseitige Lage der Gitterdrähte
zweier benachbarter Gitter ankommt, kann es jedoch zweckmäßig sein, auch für die
Holme Quarzglas zu wählen, um so die genannte gegenseitige Lage der Gitterdrähte
von der Temperatur unabhängig zu machen.
-
Der in F i g. 1 dargestellte Kathodengitteraufbau ist wesentlich kapazitätsärmer
als bei den bisher bekannten Röhren mit Spanngittern. Bei diesem Aufbau kommen aber
unmetallisierte Quarzglasteile - also Isolatoren - in unmittelbare Nähe des Entladungsraumes
bzw. der Elektronenbahn. Dies ist jedoch bei den meisten Verstärkerröhren unerwünscht,
da solche Isolatoren durch seitlich ausgelenkte Streuelektronen mit Oberflächenladungen
belegt werden, sie also auf undefinierte Potentiale aufgeladen sind. Dadurch entstehen
unkontrollierbare Rückwirkungen auf die Steuervorgänge in der Röhre.
-
Dieser störende Effekt läßt sich aber ausschalten, wenn man das seitliche
Austreten von Elektronen dadurch verhindert, daß man seitlich weitere Leiter anordnet,
die an ein genügend stark negatives Potential angeschlossen sind, etwa derart, daß
sie mit Kathode oder noch besser mit der inneren Röhrenabschirmung verbunden sind.
Solche »Leitblenden« sind in F i g. 2 rechts von der Kathode in Form zweier dünner
Drähte 12 dargestellt und links von der Kathode - als weiteres Beispiel -- in Form
eines zur Längsausdehnung der Kathode parallellaufenden schmalen Metallbandes 13.
Sie können auch über den unmetallisierten Teilen des Ouarzfadengitters angeordnet
sein bzw. dort aufliegen, denn ihr Feld greift durch den Isolator hindurch. Die
Leitblenden können auch von der Kathode oder vom Gitterholm getragen werden. Um
ihre Kapazität zum Steuergitter klein zu halten, müssen die Leitblenden genügend
klein sein bzw. einen hinreichend großen Abstand vom Steuergitter haben. Mit dieser
Maßnahme wird aber auch ihre Leit- bzw. Schirmwirkuna klein, doch läßt sich das
durch entsprechend stärkere negative Vorspannung der Leitblenden ausgleichen.
-
Eine weitere, mechanische besonders einfache Ausführungsmöglichkeit
für solche Leitblenden zeigt F i g. 3. In diesem Falle dient die Metallisierung
der Gitterholme und der Quarzfäden von den Holmen bis kurz vor den als Gitter wirksamen
Teil als Leitblenden 14, wie das in F i g. 3 rechts dargestellt ist. Es ist auch
möglich, nur die kurzen Endabschnitte 15 der Quarzfäden als Leitblenden zu verwenden,
wie das in F i g. 3 links skizziert ist. Die Leitblenden können zusätzlich zu ihrer
eigentlichen Funktion, die Aufladung von Isolierteilen zu verhindern, als weitere
Steuerelektrode für den Elektronenstrom der Röhre dienen.